JPH0712775U - 積層型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カー・エアコン用エバポレータ等に用いられ
る積層型熱交換器について、各プレートの流体流路形成
用凹部のＵ形の折返し部に、流体混合部と整流部とを設
けることにより、整流作用と混合作用とを同時に果た
し、Ｕ形の折返し部での流体の流れをスムーズにして、
流体の圧損を小さくおさえ、しかも熱伝達率を向上し
て、性能の向上を果たす。 【構成】 積層型熱交換器は、片面に正面よりみてＵ形
の流体流路形成用凹部３とこれの一端に連なるように配
置された２つのヘッダ形成用凹部４とを有する略方形の
プレート２を備え、該プレート２が層状に重ね合わせら
れる。各プレート２の流体流路形成用凹部３のＵ形の折
返し部３ａに、多数の小突起１２が形成された流体混合
部１０と、長い並列状の凸部１３が形成された整流部１
１とが設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、カー・エアコン用エバポレータ等に用いられる積層型熱交換器に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の積層型熱交換器は、ヘッダ部が、積層状プレートの上下両側の うち片側にあるタイプと、両側にあるタイプの２種類が知られており、とくにヘ ッダ部が片側にあるものは、熱交換部分が両ヘッダ部タイプのものより大きいた めに、性能向上が期待されていた。

【０００３】 すなわち、このヘッダ部が片側にあるタイプの積層型熱交換器は、片面に正面 よりみてＵ形の冷媒流路形成用凹部とこれの一端に連なるように配置された２つ のヘッダ形成用凹部とを有する略方形のプレートが、隣り合うもの同志相互に凹 部を対向させた状態に層状に重ね合わせられて接合されることにより、並列状の 偏平管部と各偏平管部の一端に連なるヘッダ部とが形成されており、各ヘッダ形 成用凹部の底壁に冷媒通過用孔があけられ、すべての偏平管部およびヘッダ部内 を冷媒が流れるようになされていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の片側ヘッダ部タイプの積層型熱交換器では、 各プレートの冷媒流路形成用凹部のＵ形の折返し部分の冷媒の流れがスムーズで なく、性能向上も期待通りにはいかないという問題があった。すなわち、例えば 整流効果をねらったプレートでは、冷媒流の圧損は小さくてすむけれども、熱伝 達率が小さくなって、熱交換効率が低下し、逆に、冷媒の混合効果を重視すると 、熱伝達率は高くなるけれども、冷媒流の圧損が望ましくないレベルまで大きく なるという問題があった。そしてこれは、各偏平管部の流体流路のうち、とりわ けＵ形折返し部を過ぎた直後の復路部分に冷媒流の滞留部が生じるためであると 考える。

【０００５】 この考案の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、積層型熱交換器を構成す る各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返し部に、流体混合部と整流部と を設けることにより、整流作用と混合作用とを同時に果たすことができて、Ｕ形 の折返し部分での流体の流れがスムーズとなって、熱伝達率を向上し得るととも に、流体の圧損を小さくおさえることができて、大幅な性能向上を期待し得る積 層型熱交換器を提供しようとするにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の目的を達成するために、片面に正面よりみてＵ形の流体流 路形成用凹部とこれの一端に連なるように配置された２つのヘッダ形成用凹部と を有する略方形のプレートが、隣り合うもの同志相互に凹部を対向させた状態に 層状に重ね合わせられて接合されることにより、並列状の偏平管部と各偏平管部 の一端に連なるヘッダ部とが形成され、各ヘッダ形成用凹部の底壁に流体通過用 孔があけられ、すべての偏平管部およびヘッダ部内を流体が流れるようになされ ている積層型熱交換器において、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返 し部に、多数の小突起が形成された流体混合部と、長い並列状の凸部が形成され た整流部とが設けられている、積層型熱交換器を要旨としている。

【０００７】

【作用】

上記積層型熱交換器において、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返 し部には、その中央部に流体混合部が設けられるとともに、流体混合部の両外側 に整流部が設けられている場合と、Ｕ形の折返し部の中央部に整流部が設けられ るとともに、整流部の両外側に流体混合部が設けられる場合とがある。

【０００８】 前者の、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返し部の両外側に整流部 が設けられる場合には、該整流部の長い並列状の凸部は、例えば互いに水平部を 内側に向けかつ外側に至るものほど大きい形状となされた略Ｌ形を有している。 従って流体は、Ｕ形の折返し部の左右両外側において速やかに流れ、Ｕ形の折返 し部の中央部では、多数の小突起が形成された流体混合部となされていて、該部 分では、流体の充分な混合が図られるようになされている。

【０００９】 また後者の、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返し部の中央部に整 流部が設けられる場合には、該整流部の長い並列状の凸部は、例えば右下がりの 傾斜した並列状凸部と、水平な並列状凸部と、左下がりの傾斜した並列状凸部と で構成され、流体が、右側の流体流路からＵ形の折返し部の中央部を通って、左 側の流体流路へと速やかに流れるようになされている。この場合、整流部の両外 側は、多数の小突起が形成された流体混合部となされていて、該部分では、流体 の充分な混合が図られるようになされている。

【００１０】 このように、積層型熱交換器を構成する各プレートの流体流路形成用凹部のＵ 形の折返し部に、流体混合部と整流部とを設けることにより、整流作用と混合作 用とを同時に果たすことができて、Ｕ形の折返し部分での流体の流れがスムーズ となって、熱伝達率を向上し得るとともに、従来のような各偏平管部の流体流路 のうち、Ｕ形折返し部を過ぎた直後の復路部分において冷媒流の滞留部を生じる ようなことがないため、流体の圧損を小さくおさえることができて、大幅な性能 向上を期待し得る。

【００１１】

【実施例】

つぎに、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１２】 この明細書において、左右、前後、および上下は図１を基準とし、左とは図１ の左側、右とは同右側をいゝ、また前とは同図図面紙葉の表側、後とは同裏側を いゝ、上とは同図上側、下とは同下側をいうものとする。

【００１３】 実施例１ この考案の第１実施例を示す図１〜図４において、カー・エアコン用の積層型 エバポレータ(1) は、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）製であって、片 面に正面よりみてＵ形の冷媒流路形成用凹部(3) とこれの上端に連なりかつ左右 に１列状に配置された２つのヘッダ形成用凹部(4) とを有する略方形のプレート (2) が、隣り合うもの同志相互に凹部(3)(4)を対向させた状態にかつ相互にヘッ ダ形成用凹部(4)(4)の底壁(7)(7)同志を突き合わせた状態に層状に重ね合わせら れることにより、並列状の偏平管部(5) と各偏平管部(5) の上端に連なるヘッダ 部(6) とが形成されたものである。隣り合う偏平管部(5) 同志の間にはコルゲー ト・フィン(14)が介在されている。

【００１４】 各プレート(2) の冷媒流路形成用凹部(3) の中央部に、上下方向に長い仕切用 凸条(9) が、同凹部(3) の上端より下端寄り部分まで設けられ、また仕切用凸条 (9) の左右両側の冷媒流路形成用凹部(3) には、上下方向に長い整流用凸条(19) が並列状に設けられている。

【００１５】 また、左右２つのヘッダ形成用凹部(4)(4)の底壁(7)(7)に、それぞれ左右に長 い略長円形の冷媒通過孔(8)(8)があけられている。ここで、各プレート(2) の左 右２つの冷媒通過孔(8) のうちの一方の冷媒通過孔(8) の周縁部に、ヘッダ形成 用凹部(4) の内側に向かって突出した第１環状壁(15)が設けられ、同他方のプレ ート(2) の冷媒通過孔(8) の周縁部にヘッダ形成用凹部(4) の外側に向かって突 出しかつ第１環状壁(15)に嵌まり合う第２環状壁(16)が設けられており、一方の 第１環状壁(15)に対して、他方の第２環状壁(16)が嵌め合せられて、両プレート (2)(2)が相互にろう付けされている。

【００１６】 なお、エバポレータ(1) のヘッダ部(6) の所要箇所においてプレート(2) の左 右両側のうち一方のヘッダ形成用凹部(4) の底壁(7) に冷媒通過孔があけられて おらず塞がれているために（図示略）、冷媒は各偏平管部(5) の内部を逆Ｕ形に 流れ、さらに同箇所において他方のヘッダ形成用凹部(4) の底壁(7) にあけられ た冷媒通過孔(8) から、その後のヘッダ部(6) へと進んで、結局、エバポレータ (1) の内部を全体として蛇行状に流れて、最後のヘッダ部(6) から冷媒排出パイ プ(18)へと排出されるようになされている。

【００１７】 そして、この考案によれば、エバポレータ(1) の各プレート(2) の冷媒流路形 成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に冷媒混合部(10)が設けられるとと もに、冷媒混合部(10)の左右両外側に整流部(11)(11)が設けられている。

【００１８】 ここで、Ｕ形の折返し部(3a)の左右両外側の整流部(11)(11)には、互いに水平 部を内側に向けかつ外側に至るものほど大きい形状となされた略Ｌ形を有する長 い並列状の凸部(13)が設けられ、これに対し、Ｕ形の折返し部(3a)の中央部の冷 媒混合部(10)には、多数の小突起(12)が設けられている。

【００１９】 その他、エバポレータ(1) の前後両外側には、サイド・プレート(20)(20)がそ れぞれ配置され、各サイドプレート(20)と偏平管部(5) との間にもコルゲート・ フィン(14)が介在させられている。両サイド・プレート(20)(20)およびこれらの 中間のプレート(2) は、それぞれアルミニウム・ブレージング・シートによりつ くられている。

【００２０】 上記において、エバポレータ(1) 前側の冷媒導入パイプ(17)より同側のヘッダ 部(6) に導入された冷媒は、これより偏平管部(5) の内部に流入する。冷媒は、 各偏平管部(5) の内部を逆Ｕ形に流れ、さらに他方のヘッダ形成用凹部(4) の底 壁(7) にあけられた冷媒通過孔(8) から、その後のヘッダ部(6) へと進む。

【００２１】 各偏平管部(5) 内を冷媒が流れるときは、冷媒は、各プレート(2) の冷媒流路 形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の左右両外側の整流部(11)(11)において、 略Ｌ形を有する長い並列状の凸部(13)に沿って速やかに流れ、Ｕ形の折返し部(3 a)の中央部では、混合部(10)の多数の小突起(12)によって、冷媒の充分に混合さ れるものである。従って、各プレート(2) の冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形の折 返し部(3a)において、整流作用と混合作用とを同時に果たすことができて、Ｕ形 の折返し部(3a)での冷媒の流れがスムーズとなって、熱伝達率を向上し得るとと もに、従来のような各偏平管部の冷媒流路のうち、Ｕ形折返し部を過ぎた直後の 復路部分において冷媒流の滞留部を生じるようなことがないため、冷媒の圧損を 小さくおさえることができて、大幅な性能向上を期待し得る。

【００２２】 こうして、冷媒は、その後のヘッダ部(6) および偏平管部(5) へと順次進んで 、エバポレータ(1) の内部を全体として蛇行状に流れて、最後のヘッダ部(6) か ら冷媒排出パイプ(18)へと排出される。

【００２３】 一方、エバポレータ(1) の偏平管部(5) 同志の間のコルゲート・フィン(14)の 存在する間隙を空気が流れ、プレート(2) の壁面およびコルゲート・フィン(14) を介して冷媒と空気とが効率よく熱交換せられるものである。

【００２４】 実施例２ 図５〜図９は、この考案の第２実施例を示すものである。ここで、上記第１実 施例の場合と異なる点は、エバポレータ(1) を構成するプレート(22)が、上記実 施例１のプレート(2) の２枚分が連結部(23)によって連結されたものであり、各 偏平管部(5) と偏平管部(5) の上端に連なるヘッダ部(6) とが、プレート(22)の 折り畳みによって形成されされるようになさている点、および各プレート(22)の 上半部(22A) と下半部(22B) において、それぞれ冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形 の折返し部(3a)の中央部に整流部(11)が設けられるとともに、整流部(11)の両外 側に冷媒混合部(10)(10)が設けられている点にある。

【００２５】 そして、この第２実施例では、各プレート(22)の上半部(22A) と下半部(22B) の各冷媒流路形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に設けられた整流部 (11)の長い並列状の凸部(13)が、右下がりの傾斜した並列状凸部と、水平な並列 状凸部と、左下がりの傾斜した並列状凸部とで構成され、冷媒が、右側の冷媒流 路からＵ形の折返し部(3a)の中央部を通って、左側の冷媒流路へと速やかに流れ るようになされている。

【００２６】 またこの場合、整流部(11)の両外側には、多数の小突起(12)を有する冷媒混合 部(10)(10)が設けられていて、該部分では、冷媒が充分に混合されるようになさ れている。

【００２７】 この第２実施例のその他の点は、上記第１実施例の場合と同じであるので、図 面において同一のものには同一の符号を付した。

【００２８】 なお、エバポレータ(1) の各プレート(2) (22)の冷媒流路形成用凹部(3) のＵ 形折返し部(3a)に設けられる整流部(11)の長い並列状凸部(13)の形状は、図示の ものに限定されず、その他の形状を有するものであっても良い。

【００２９】 この考案による積層型熱交換器は、カー・クーラ用エバポレータだけでなく、 その他オイルクーラー、アフタークーラー、ラジエータ等の用途にも同様に使用 せられるものである。

【００３０】

【考案の効果】

この考案は、上述のように、片面に正面よりみてＵ形の流体流路形成用凹部と これの一端に連なるように配置された２つのヘッダ形成用凹部とを有する略方形 のプレートが、隣り合うもの同志相互に凹部を対向させた状態に層状に重ね合わ せられて接合されることにより、並列状の偏平管部と各偏平管部の一端に連なる ヘッダ部とが形成され、各ヘッダ形成用凹部の底壁に流体通過用孔があけられ、 すべての偏平管部およびヘッダ部内を流体が流れるようになされている積層型熱 交換器において、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形の折返し部に、多数の 小突起が形成された流体混合部と、長い並列状の凸部が形成された整流部とが設 けられているもので、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形折返し部に、例え ばその中央部に流体混合部が設けられかつ流体混合部の両外側に整流部が設けら れたり、あるいはＵ形折返し部の中央部に整流部が設けられかつ整流部の両外側 に流体混合部が設けられたりするとともに、整流部の長い並列状の凸部の形状が 適宜設定されることにより、各プレートの流体流路形成用凹部のＵ形折返し部に おいて、流体の整流作用と混合作用とを同時に果たすことができ、Ｕ形折返し部 分での流体の流れがスムーズとなって、熱伝達率を向上し得るとともに、従来の ような各偏平管部の流体流路のうち、Ｕ形折返し部を過ぎた直後の復路部分にお いて冷媒流の滞留部を生じるようなことがないため、流体の圧損を小さくおさえ ることができて、大幅な性能向上を期待し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に用いたプレートの拡大正
面図である。

【図２】同プレートの部分正面図である。

【図３】第１実施例の本考案品の要部拡大断面図であ
る。

【図４】第１実施例の本考案品の概略正面図である。

【図５】本考案の第２実施例に用いたプレートの部分拡
大正面図である。

【図６】本考案の第２実施例に用いたプレートの正面図
で、折曲げ前の状態を示している。

【図７】同プレートの側面図である。

【図８】同プレートの側面図で、折曲げ後の状態を示し
ている。

【図９】第２実施例の本考案品の概略正面図である。

【符号の説明】

１ エバポレータ（積層型熱交換器） ２ プレート ３ 流体流路形成用凹部 ３ａ Ｕ形の折返し部 ４ ヘッダ形成用凹部 ５ 偏平管部 ６ ヘッダ部 ７ 底壁 ８ 流体通過用長孔 ９ 仕切用凸条 １０ 流体混合部 １１ 整流部 １２ 小突起 １３ 長い並列状の凸部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面に正面よりみてＵ形の流体流路形成
   用凹部(3) とこれの一端に連なるように配置された２つ
   のヘッダ形成用凹部(4) とを有する略方形のプレート
   (2) が、隣り合うもの同志相互に凹部(3)(4)を対向させ
   た状態に層状に重ね合わせられて接合されることによ
   り、並列状の偏平管部(5) と各偏平管部(5) の一端に連
   なるヘッダ部(6) とが形成され、各ヘッダ形成用凹部
   (4) の底壁(7) に流体通過用孔(8) があけられ、すべて
   の偏平管部(5) およびヘッダ部(6) 内を流体が流れるよ
   うになされている積層型熱交換器において、各プレート
   (2) の流体流路形成用凹部(3) のＵ形の折返し部(3a)
   に、多数の小突起(12)が形成された流体混合部(10)と、
   長い並列状の凸部(13)が形成された整流部(11)とが設け
   られている、積層型熱交換器。
2. 【請求項２】 各プレート(2) の流体流路形成用凹部
   (3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に流体混合部(10)が
   設けられるとともに、流体混合部(10)の両外側に整流部
   (11)(11)が設けられている、請求項１記載の積層型熱交
   換器。
3. 【請求項３】 各プレート(2) の流体流路形成用凹部
   (3) のＵ形の折返し部(3a)の中央部に整流部(11)が設け
   られるとともに、整流部(11)の両外側に流体混合部(10)
   (10)が設けられている、請求項１記載の積層型熱交換
   器。